混凝土配合比設(shè)計

水泥混凝土配合比

設(shè)計方法***檢測技術(shù)有限公司2013.5主要內(nèi)容

一、關(guān)于混凝土的基礎(chǔ)知識

二、配合比設(shè)計的基礎(chǔ)知識三、配合比設(shè)計的基本要求四、配合比設(shè)計的準(zhǔn)備工作五、配合比設(shè)計計算與試配六、實例

2/6/20242一、混凝土基礎(chǔ)知識1.1水泥混凝土的定義水泥混凝土是以水泥為膠結(jié)材料，與粗、細(xì)集料及水（有時還摻有其他物質(zhì)）按適當(dāng)比例配制，經(jīng)過一定時間硬化而形成的人造石材。砼，也是混凝土之意，意為人工石。1.2混凝土中各部分的作用水、水泥、集料、摻加料、外加劑等

2/6/20243一、混凝土基礎(chǔ)知識水泥：與水作用形成水泥漿，水泥漿包裹在粗、細(xì)集料的表面，待凝結(jié)后，就將集料膠結(jié)成為一個整體（即混凝土）。在流態(tài)時，使混凝土拌合物具有合適的工作性。集料：集料起骨架與填充作用。集料之間有間隙，小石子填充大石子形成的空隙，細(xì)集料填充粗集料形成的空隙。水：水與水泥作用，一方面形成水泥漿，使拌合物有流動性，水泥必須與水發(fā)生水化反應(yīng)才會產(chǎn)生強度外加劑與摻合料：可使混凝土性能得到某些方面的改善。2/6/20244一、混凝土的基礎(chǔ)知識1.3混凝土性能混凝土性能混凝土拌合物性能硬化混凝土性能工作性(和易性)流動性粘聚性保水性力學(xué)性能耐久性抗壓強度抗折強度抗拉強度最低強度等級、氯離子含量、堿含量、電通量、抗裂性、護筋性、抗堿骨料反應(yīng)性、膠凝材料抗蝕系數(shù)、抗凍等級、氣泡間距系數(shù)、耐磨性凝結(jié)時間2/6/202452.1材料對混凝土性能的影響2.1.1水泥：影響強度：水泥強度高，混凝土強度也高。(現(xiàn)在的水泥由于C3A含量較高，混凝土強度在28d以后只有很少增長）影響用水量：通常水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大，混凝土用水量也大。細(xì)度越小，用水量也越大。影響凝結(jié)時間：水泥凝結(jié)時間短，混凝土凝結(jié)時間也短。2.1.2粗集料砼強度：碎石（卵石）、表面粗糙（表面光滑）、巖石強度較高（巖石強度較低）、針片狀顆粒含量低（針片狀顆粒含量高）、含泥量低（高）、軟弱顆粒含量低（高），括號內(nèi)因素為對砼強度不利的因素。

二、配合比設(shè)計的基礎(chǔ)知識2/6/20246工作性：碎石（卵石）、表面粗糙（表面光滑）、針片狀顆粒含量高（針片狀顆粒含量低）、含泥量高（低）。括號內(nèi)因素為對砼工作性不利的因素。2.1.3細(xì)集料細(xì)集料對強度的影響不如粗集料大。主要影響工作性。細(xì)度小，流動性變差（須增大用水量）。細(xì)度過大，混凝土易離析（要減少用水量）。級配：級配好，工作性變好。含泥量增大，和易性變差。2.1.4粉煤灰是電廠燃燒煤粉后收集的灰粒

改善和易性：增加了漿體體積、減小摩擦

抑制泌水：降低用水量（粉煤灰質(zhì)量要好）、增加了細(xì)料阻斷水分泌水通道

增加混凝土后期強度：

降低水化熱：因為降低了水泥用量

二、配合比設(shè)計的基礎(chǔ)知識2/6/202472.1.5外加劑混凝土外加劑是指為改善和調(diào)節(jié)混凝土的性能而摻加的物質(zhì)。但外加劑的選用、添加方法及適應(yīng)性嚴(yán)重影響其應(yīng)用。

二、配合比設(shè)計的基礎(chǔ)知識2/6/202482.2配合比對混凝土性能的影響2.2.1用水量指每立方混凝土中水的用量。

需水量定則：與混凝土工作性（稠度、坍落度）相關(guān)的需水量，主要取決于集料的特性（粒徑、種類）而不是水泥的特性。

就是說，當(dāng)混凝土組成材料中的集料規(guī)格、品種一定時，在合理配合比下使混凝土達(dá)到一定流動性所需的用水量是基本不變的。注意:不意味著水泥就沒有影響。水泥改變，用水量也可能變化。摻加外加劑后用水量也會變化。二、配合比設(shè)計的基礎(chǔ)知識2/6/202492.2配合比對混凝土性能的影響用相同材料配制不同強度等級的混凝土，雖然水灰比、水泥用量變化很大，但用水量變化不大。用水量增大，混凝土坍落度增大，稠度變小。2.2.2水灰比（W/C）在材料一定時，水灰比是影響強度的主要因素?；宜裙剑航?jīng)驗公式（灰水比-強度關(guān)系式）

R28=A*Rc（C/W-B）式中，R28-混凝土28d強度，Rc—水泥強度，C/W—水灰比A、B—經(jīng)驗值二、配合比設(shè)計的基礎(chǔ)知識2/6/2024102.2配合比對混凝土性能的影響灰水比越大（水灰比越?。瑥姸仍礁呓凭€性關(guān)系，范圍越小，線性越好灰水比越大（水灰比越?。┑膮^(qū)域，斜率越大。說明，在小水灰比區(qū)域，水灰比的較小變動，就可能引起強度的較大變動。2.2.3砂率砂率：細(xì)集料質(zhì)量占集料總質(zhì)量的百分率，用SP

表示（%）；砂率主要影響和易性最優(yōu)砂率：砂率過小，混凝土填充不足，不易密實,且粗集料顆粒摩擦較大，混合料流動性差砂率過大，砂漿稠度增加，用水量一定時，流動性降低。二、配合比設(shè)計的基礎(chǔ)知識2/6/2024112.3其他因素對混凝土性能的影響

成型環(huán)境：注意試驗環(huán)境的溫度與溫度。試驗中應(yīng)記錄。

砂石溫度：試驗前應(yīng)在預(yù)定的試驗環(huán)境下保存一定時間

成型方法：室內(nèi)有插擴式振搗棒法（適用于坍落度小于25mm）、標(biāo)準(zhǔn)振動臺法（適用于坍落度25mm～70mm）、人工插搗法（適用于坍落度大于70mm）

養(yǎng)護方法：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護：溫度20±2℃，濕度≮95%。配合比設(shè)計通常采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護。

其他：自然養(yǎng)護、同條件養(yǎng)護、蒸汽養(yǎng)護等。二、配合比設(shè)計的基礎(chǔ)知識2/6/202412三、配合比設(shè)計的基本要求1、滿足強度（配制強度）及其他力學(xué)性能要求2、滿足拌和物工作性能要求3、滿足長期性能與耐久性能要求4、滿足經(jīng)濟性要求2/6/202413四、配合比設(shè)計的準(zhǔn)備工作4.1資料準(zhǔn)備1、了解工程設(shè)計要求的混凝土強度等級，以便確定配制強度2、了解工程所處環(huán)境，以便確定混凝土耐久性要求，進(jìn)而確定最小膠凝材料用量與最大水灰比3、了解結(jié)構(gòu)斷面尺寸與配筋情況，以便確定粗集料允許的最大公稱粒徑4、了解施工方法與管理水平，以便確定坍落度、強度標(biāo)準(zhǔn)差（進(jìn)而確定配制強度）4.2原材料準(zhǔn)備1、原材料質(zhì)量與技術(shù)指標(biāo)：水泥：品種、強度（如無法得到實測值，則需要了解其富余情況）、密度集料：各種、級配、最大粒徑、表現(xiàn)密度等外加劑：品種、摻量、減小率等摻加料：密度、摻量規(guī)定，以及質(zhì)量等級2/6/202414四、配合比設(shè)計的準(zhǔn)備工作

設(shè)計前應(yīng)對原材料進(jìn)行檢測。2、材料處理：干燥狀態(tài)，恒溫處理4.3場地準(zhǔn)備：

恒溫、恒濕：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為：溫度20±2℃，濕度≮50%4.4相關(guān)規(guī)范《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ55-2011）：配合比的計算方法，試配、拌和、選定方面的規(guī)定《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）：公路橋涵混凝土性能、原材料方面的規(guī)定、配合比的界限等。

《公路工程水泥和水泥混凝土試驗規(guī)程》(JTGE30-2005)；

《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080-2002）；

《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002）；

《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50082-2009）；2/6/202415五、配合比設(shè)計計算5.1三個參數(shù)：水灰比—滿足強度與耐久性。水灰比不能高于耐久性要求的最大水灰比。水泥用量不能小于符合耐久性要求的最小膠凝材料總量。用水量：要使混合料有好的工作性。砂率：符合工作性要求。水灰比：計算、試驗確定用水量與砂率：查表、計算、試驗確定2/6/202416五、配合比設(shè)計計算5.1三個參數(shù)：2/6/202417五、配合比設(shè)計計算5.2步驟

計算試配強度計算基準(zhǔn)水灰比選擇用水量，摻減水劑時，考慮減水率再計算實際用水量計算各種膠凝材料與外加劑用量選擇砂率假定一個表觀密度計算集料用量（干燥狀態(tài)）計算試拌材料用量試拌調(diào)整、測表密度，校正確定基準(zhǔn)配比，成型試件在基準(zhǔn)配比基礎(chǔ)上增減水灰比，試拌，成型得出灰水比強度關(guān)系，，確定設(shè)計配比2/6/202418五、配合比設(shè)計計算5.3試配強度的計算Fcu,0≥Fcu,k+1.645σσ—混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）

Fcu,k—混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值例：C30混凝土，

Fcu,0≥Fcu,k+1.645σ=30+1.645*5=38.22/6/202419五、配合比設(shè)計計算5.4水膠比的計算依據(jù)水膠比公式：2/6/2024205.4水膠比的計算五、配合比設(shè)計計算2/6/2024215.4水膠比的計算五、配合比設(shè)計計算5.5用水量和外加劑用量確定

2/6/202422五、配合比設(shè)計計算5.5用水量和外加劑用量確定

2/6/202423五、配合比設(shè)計計算5.5用水量和外加劑用量確定

5.6膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量計算

2/6/202424五、配合比設(shè)計計算5.6膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量計算

2/6/202425五、配合比設(shè)計計算5.7砂率確定2/6/202426五、配合比設(shè)計計算5.7砂率確定2/6/202427五、配合比設(shè)計計算5.8粗、細(xì)集料用量確定2/6/202428五、配合比設(shè)計計算5.9混凝土配合比的試配、調(diào)整、確定

1、混凝土配合比試配時，每盤混凝土的最小攪拌量：骨料最大粒徑31.5mm以下為20L，骨料最大粒徑40mm為25L。2、按計算的配合比進(jìn)行試配，檢驗拌合物和易性。當(dāng)試拌出的拌合物坍落度不能滿足要求時，或粘聚性與保水性不好時，宜在保證水膠比不變的前提下調(diào)整用水量或砂率，直至符合要求。根據(jù)需要，在和易性符合要求的前提下進(jìn)行含氣量、凝結(jié)時間等項目試驗。

當(dāng)混凝土坍落度過小時，可采用加大用水量（水膠比不變）、增加外加劑摻量、調(diào)整砂率等方法。用水量的增減可按每5公斤用水影響20mm坍落度進(jìn)行。如何判斷砂量是否合適？砂子如果過少（砂率低了），則混凝土表現(xiàn)出石子外露（水泥漿沒有很好的包裹粗集料）、松散、水份外流、搗棒插搗時阻力較大，混凝土易產(chǎn)生粗細(xì)料分離的現(xiàn)象。坍落度試驗時，插搗困難，且提起筒后，坍落度試堆易崩塌或剪切，而不是整體向下落，或者提起筒后試堆周圍可見孔洞，或者成型的混凝土試件側(cè)邊可見孔洞，試件在振實時表現(xiàn)不易出漿。砂子如果過多，則坍落度會變小，混凝土顯得干滯。拌合物只見細(xì)集料，粗集料隱于細(xì)集料中。插搗時無阻力或很小阻力。

砂率的高低與混凝土坍落度有關(guān)。如果設(shè)計的混凝土要求有比較大的坍落度，則砂率要求也較大。合適的配合比應(yīng)該在較低用水量與水泥用量下有合適砂率。在過高砂率下采用較大用水量下等到的坍落度是不合適的。2/6/202429五、配合比設(shè)計計算5.9混凝土配合比的試配、調(diào)整、確定

3、當(dāng)和易性、凝結(jié)時間、含氣量等指標(biāo)符合要求后，可成型試件進(jìn)行抗壓強度試驗。通?？勺?組試件，其中一組為3d或7d，另一組為28天。4、混凝土強度試驗時采用三個不同的配合比：其中一個應(yīng)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比分別增加和減少0.05，用水量與基準(zhǔn)配合比相同，砂率分別增加和減少1%。

5、當(dāng)不同水灰比的混凝土拌合物坍落度與要求值的差超過允許偏差時，可通過增減用水量進(jìn)行調(diào)整。制作混凝土強度試件時，根據(jù)需要按T0521、T0522、T0526、T0527等試驗拌合物的坍落度、粘聚性、保水性、質(zhì)量密度、凝結(jié)時間、含氣量等。5.10配合比的調(diào)整與確定

1、根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相應(yīng)的膠水比（C/W）關(guān)系，用作圖法或計算法求出混凝土配制強度（）相對應(yīng)的膠水比，或者確定略大于配制強度對應(yīng)的膠水比為選定膠水比。然后按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量。2、用水量應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度進(jìn)行調(diào)整確定。2/6/202430五、配合比設(shè)計計算5.10配合比的調(diào)整與確定

1、根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相應(yīng)的膠水比（C/W）關(guān)系，用作圖法或計算法求出混凝土配制強度（）相對應(yīng)的膠水比，確定略大于配制強度對應(yīng)的膠水比為選定膠水比。然后按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量。2、用水量應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度進(jìn)行調(diào)整確定。3、粗細(xì)骨料用量應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的粗細(xì)骨料用量的基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。4、經(jīng)試配確定配合比后，尚應(yīng)按下列步驟進(jìn)行校正：2/6/202431五、配合比設(shè)計計算：當(dāng)混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2%時按前述方法確定的配合比即為確定